Question

12．如图．底面积为20cm²的茶壶质量为0.5kg，装有0.5kg的水．g取10N/kg请问：
（1）壶身和壶嘴构成一个连通器．
（2）求壶底受到水的压力和茶壶对桌面的压强分别为多少？

Answer 1

分析 （1）茶壶是利用连通器原理工作的；
（2）利用液体压强公式先求出水对壶底的压强，再利用公式F=pS求出水对茶壶底部的压力．
已知茶壶的质量和壶内水的质量，根据公式G=mg可求其重力，在水平面上压力等于物体自身的重力，茶壶的底面积已知，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求茶壶对桌面的压强．

解答 解：（1）壶盖上方有一小孔，壶身和壶嘴构成一个连通器；
（2）水对壶底的压强：P=pgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1.2×10³Pa
由p=$\frac{F}{S}$得，水对壶底的压力：
F=pS=1.2×10³Pa×20×10^-4m²=2.4N
（2）茶壶的重力：
G_壶=m_壶g=0.5kg×10N/kg=5N，
水的重力：
G_水=m_水g=0.5kg×10N/kg=5N，
茶壶对水平桌面的压力：
F₂=G_水+G_壶=5N+5N=10N；
茶壶对水平桌面的压强：
p=$\frac{{F}_{2}}{S}$=$\frac{10N}{20×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=5×10³Pa．
故答案为：（1）连通器；
（2）水对壶底的压力为2.4N；茶壶对桌面的压强为5×10³Pa．

点评 本题考查重力、压强的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上压力等于物体自身的重力，最容易出错的是受力面积的判断，本题给出了水平桌面的面积，这是一个陷阱，受力面积指的是两个物体相互接触的面积，所以做题的时候一定要注意，还要注意解题过程中单位的换算．